Na koji način se mogu smanjiti štetne emisije plinova prilikom kompostiranja gnoja?
Kompostiranje organskog gnoja predstavlja važnu praksu u poljoprivredi za upravljanje stajskim gnojem i proizvodnju hranjivih dodataka tlu. Međutim, ovaj proces može dovesti do emisije stakleničkih plinova poput ugljikovog dioksida (CO2), metana (CH4) i dušikovog oksida (N2O), koji doprinose klimatskim promjenama. Dodatno, oslobađanje amonijaka (NH3) tijekom kompostiranja može negativno utjecati na kvalitetu zraka i ljudsko zdravlje. Novo istraživanje provedeno na Mađarskom sveučilištu za poljoprivredu i prirodne znanosti pruža vrijedne uvide u učinkovitost inovativnih metoda za smanjenje ovih štetnih emisija.
Inovativno rješenje: Polupropusni membranski pokrivači
Studija se fokusirala na primjenu dvaju tipova polupropusnih membranskih pokrivača – komercijalno dostupnog ePTE-TEXcomm i lokalno proizvedenog ProfiCover® – na industrijskoj razini kompostiranja stajskog gnoja. Ovi pokrivači djeluju kao selektivne barijere, minimizirajući izmjenu plinova između kompostnog materijala i atmosfere.
Istraživanje je provedeno na industrijskom postrojenju za kompostiranje blizu Orosháze u Mađarskoj, koristeći sustave za kompostiranje s prisilnom aeracijom (ASP) pokrivene membranama. Svaka jedinica za kompostiranje imala je dimenzije 25 m duljine i 8 m širine, s kapacitetom obrade oko 300 m3 ili 500 tona gnojiva.
Ključni nalazi: Značajno smanjenje emisija
Rezultati istraživanja pokazali su impresivnu učinkovitost obje vrste membranskih pokrivača u smanjenju emisija štetnih plinova:
1. ePTE-TEXcomm pokrivač:
– Smanjenje emisije NH3 za 90,8%
– Smanjenje emisije CO2 za 59,6%
– Smanjenje emisije N2O za 23,1%
– Smanjenje emisije hlapivih organskih spojeva (VOC) za 44,8%
2. ProfiCover® pokrivač:
– Smanjenje emisije NH3 za 93,3%
– Smanjenje emisije CO2 za 85,9%
– Smanjenje emisije CH4 za 55,6%
– Smanjenje emisije N2O za 56,7%
– Smanjenje emisije VOC za 84,5%
Ovi rezultati jasno pokazuju potencijal membranskih pokrivača u značajnom smanjenju emisija štetnih plinova tijekom kompostiranja organskog gnoja.
Zadržavanje dušika u kompostu
Osim smanjenja štetnih emisija, pokrovi imaju još jednu važnu prednost – pomažu zadržati vrijedne hranjive tvari u kompostu.
“Smanjujući emisije amonijaka, zadržavamo više dušika u kompostu,” objašnjava dr. Székács. “To znači da je konačni proizvod bogatiji hranjivim tvarima i potencijalno vrjedniji kao gnojivo.”
Ovo je posebno važno s obzirom na rastuće cijene mineralnih gnojiva i sve veći naglasak na održivoj poljoprivredi.
Izazovi industrijskih razmjera
Jedna od ključnih značajki ovog istraživanja je da je provedeno u stvarnim industrijskim uvjetima, a ne u laboratoriju. To daje realističniju sliku učinkovitosti pokrova, ali također donosi svoje izazove. “Radili smo s ogromnim kompostnim hrpama od 500 tona,” kaže dr. Varga. “To znači da je bilo teško postići homogenost koju biste imali u laboratorijskom eksperimentu.”
Ova inherentna varijabilnost rezultirala je većim standardnim devijacijama u mjerenjima nego što bi se obično vidjelo u kontroliranim laboratorijskim uvjetima. Međutim, istraživači ističu da su ovi rezultati reprezentativniji za stvarne uvjete na farmama. “Važno je testirati ove tehnologije u realnim uvjetima,” kaže dr. Székács. “Ono što funkcionira u laboratoriju ne mora nužno biti jednako učinkovito na industrijskoj razini.”
Usporedba s drugim studijama
Rezultati ovog istraživanja u skladu su s prethodnim studijama o učinkovitosti membranskih pokrova, ali pokazuju još veće smanjenje emisija nego što je ranije zabilježeno.
Primjerice, studija iz 2018. godine pokazala je da polupropusni membranski pokrovi mogu smanjiti emisije amonijaka za oko 65% u kompostiranju pilećeg gnoja. Druga studija iz 2022. zabilježila je smanjenje emisija amonijaka od 25,8% korištenjem membranskih pokrova u anaerobnom kompostiranju.
“Naši rezultati pokazuju da ovi pokrovi mogu biti još učinkovitiji nego što se ranije mislilo, posebno u smanjenju emisija amonijaka,” kaže dr. Varga.
Mehanizmi smanjenja emisija
Istraživači su identificirali nekoliko mehanizama kojima pokrovi smanjuju emisije. Jedan od ključnih faktora je stvaranje sloja kondenzirane vode ispod membrane. “Ovaj vodeni sloj djeluje kao barijera za amonijak,” objašnjava dr. Székács. “Amonijak se otapa u vodi umjesto da se oslobađa u atmosferu.” Za stakleničke plinove, polupropusna priroda membrane igra ključnu ulogu. Membrana omogućava prolazak kisika, što održava aerobne uvjete u kompostnoj hrpi. To pomaže smanjiti proizvodnju metana, koji se obično stvara u anaerobnim uvjetima.
Smanjenje emisija dušikovog oksida pak se pripisuje boljoj kontroli vlage i temperature unutar pokrivene hrpe, što stvara manje povoljne uvjete za bakterije koje proizvode ovaj plin.
Implikacije za poljoprivredu i okoliš
Široka primjena ove tehnologije mogla bi imati značajan utjecaj na smanjenje emisija iz poljoprivrede, koja je trenutno odgovorna za oko 10% ukupnih emisija stakleničkih plinova u EU.
“Ako bi se ovi pokrovi koristili na svim velikim stočarskim farmama, mogli bismo vidjeti značajno smanjenje emisija amonijaka i stakleničkih plinova iz poljoprivrede,” kaže dr. Székács.
To bi moglo pomoći zemljama da ispune svoje ciljeve smanjenja emisija i poboljšaju kvalitetu zraka u ruralnim područjima. Također bi moglo donijeti ekonomske koristi farmerima kroz proizvodnju kvalitetnijeg komposta.
Sljedeći koraci
Iako su rezultati obećavajući, istraživači ističu da je potrebno daljnje istraživanje. Posebno su zainteresirani za dugoročne učinke korištenja ovih pokrova na kvalitetu komposta i zdravlje tla.
“Također želimo istražiti kako optimizirati dizajn ovih pokrova za različite vrste stajskog gnoja i klimatske uvjete,” kaže dr. Varga.
Tim također radi na analizi troškova i koristi ove tehnologije kako bi pomogli farmerima u donošenju informiranih odluka o njenoj implementaciji.
“Važno je da ova tehnologija bude ne samo učinkovita, već i ekonomski isplativa za farmere,” ističe dr. Székács.
Zaključak
Ovo inovativno istraživanje demonstrira značajan potencijal membranskih pokrivača u smanjenju štetnih emisija plinova prilikom kompostiranja organskog gnoja. S impresivnim smanjenjem emisija NH3, CO2, CH4 i N2O, ova tehnologija predstavlja obećavajuće rješenje za poboljšanje održivosti poljoprivrednih praksi.
Membranski pokrivači ne samo da smanjuju negativan utjecaj kompostiranja na okoliš, već i poboljšavaju kvalitetu konačnog proizvoda zadržavanjem vrijednih hranjivih tvari. Međutim, za široku primjenu ove tehnologije potrebno je prevladati izazove poput varijabilnosti performansi i početnih troškova implementacije.
Budućnost održive poljoprivrede leži u inovativnim rješenjima poput ovih, koja balansiraju potrebu za učinkovitom proizvodnjom s brigom za okoliš. Daljnja istraživanja i razvoj u ovom području mogli bi dovesti do još učinkovitijih i pristupačnijih rješenja, doprinoseći globalnim naporima u borbi protiv klimatskih promjena i očuvanju kvalitete zraka.
SAVJETODAVNI PARTNER
